西安所属温度带为暖温带。
西安市平原地区属暖温带半湿润大陆性季风气候，冷暖干湿四季分明冬季寒冷、风小、多雾、少雨雪；春季温暖、干燥、多风、气候多变；夏季炎热多雨，伏旱突出，多雷雨大风；秋季凉爽，气温速降，秋淋明显。西安气候属暖温带半湿润大陆性季风气候。四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷少雨雪，春秋时有连阴雨天气出现。
西安市及各郊县年平均气温13.1到13.4℃。年极端最高气温35到41.8℃；极端最低零下16到零下20℃。全年以7月最热，月平均气温26.1到26.3℃，月平均最高气温32℃左右；1月最冷，月平均气温零下0.3到零下1.3℃，月平均最低气温零下4℃左右，年较差达26到27℃。
降水年际变化很大，多雨年和少雨年雨量差别很大，两者最大差值可达590mm。降水的季节分配也极不均匀，有78%的雨量集中在5到10月，其中7到9月的雨量即占全年雨量的47%，且时有暴雨出现。年平均相对湿度70%左右。年平均风速1.8m/s，全年盛行风向为东北风。
暖温带地理情况：
暖温带的地势自西向东逐渐下降，由高原和山地降为平原与丘陵，全地带亦因地势影响分4个自然区：山东半岛与辽东半岛、华北平原、黄土高原与冀辽山地。
因处在中纬度高空西风带内和东部季风区边缘的位置，本带气候屑季风型湿润半湿润气候，冬季虽冷，但可种冬小麦，作物两年三熟，在南部还可种喜温作物如棉花、甘薯等；落叶果树如苹果、桃、杏、核桃、板栗、枣可不加保护而安全越冬。
不利的气候条件主要是冬季严寒少雨雪，春季干旱和多风沙。秋季则秋高气爽，光照充足，是旅游旺季。黄河、淮河、海河这三条我国北方的大河，都是本地带主要的河流，均被称为“害河”。
其中黄河素以多泥沙闻名，长年的淤积使黄河下游成为世界著名的“地上河”。黄河上、中游流经沙区和严重水土流失的黄土高原，在风蚀和水蚀双重侵蚀下，输入黄河的泥沙每年有16亿吨，为世界之最。
生态环境整治中具有普遍性的问题是水资源的不足。由于人类长期的开发和破坏，带内天然植被几乎全部消失，黄土高原的水土流失和北部边缘地区的沙化已成为我国最严重的生态问题。防止沙漠化向北京方向扩展，已成为国际关注的全球性生态问题之一。